force.com PaaS平台

Force.com是Salesforce在2007推出的PaaS平台。Force.com基于多租户的架构，其主要通过提供完善的开发环境等功能来帮助企业和协力厂商供应商交付健壮的，可靠的和可伸缩的线上应用。

Force.com 是 Salesforce 整体架构的核心。它整合控制了底层的物理的基础设施，支撑上层的Sales Cloud，Service Cloud，Chatter并为基于Force.com的定制应用提供PaaS服务。

Force.com 是一组集成的工具和应用程式服务，ISV 和公司 IT 部门可以使用它构建任何业务应用程式并在提供 Salesforce CRM 应用程式的相同基础结构上运行该业务应用程式。在 Force.com 平台上运行的业务应用程式已超过 80,000 个。

Force.com 提供了一个更加快速和经济的模型来进行应用程式开发和交付：

无需软体或硬体 – 无需购买、安装、配置和管理硬体及软体，您只要连接到 Internet，便可以利用 Force.com 来访问功能强大的企业应用程式平台。

即付即用定价 – 使用 Force.com 时，其上运行的平台和应用程式将通过 Internet 作为服务提供给使用者，您也可以通过订阅来获取它们。

总体而言，Force.com主要有五方面功能：

强大的定制功能：在Force.com，不仅UI能够定制，而且诸如Workflow和表格等也能被定制。

提供完善的开发环境：首先，通过Visualforce能方便地使用”Drag & Drop”的方式来设计页面。其次，Salesforce提供基于Eclipse的IDE来快速地开发应用。最后，Salesforce还提供Sandbox来方便用户测试。

支援复杂的事务和流程：通过Force.com专属的APEX语言，能方便地设计和开发复杂的事务和流程。

优秀的整合功能：用户除了可以在AppExchange购买其所需的功能和应用，而且还可以通过Force.com的Web Service介面来和其他应用整合，比如SAP等。

久经考验的基础设施：由于Salesforce除了通过在多个大洲建有资料中心来应对灾难的发生，而且在可用性和安全性等方面也有一定积累，所以在Salesforce能长时间地支援众多服务的正常运行。

成效显着 – 利用 Force.com 平台，组织不必再在日常维护上浪费资源，从而可以开始创建真正具有商业价值的新应用程式。

Force.com的多租户架构Force.com是Salesforce在2007推出的PaaS平台，并且已经有超过47000位企业已经使用了这个平台。Force.com基于多租户的架构，其主要通过提供完善的开发环境等功能来帮助企业和第三方供应商交付健壮的，可靠的和可伸缩的在线应用。

多租户的简介

虽然对我们而言，多租户(Multitenancy)可以算是一个非常新颖的概念，但是其实这个概念已经由来已久了。简单而言，多租户指得就是一个单独的软件实例可以为多个组织服务。一个支持多租户的软件需要在设计上能对它的数据和配置信息进行虚拟分区，从而使得每个使用这个软件的组织能使用到一个单独的虚拟实例，并且可以对这个虚拟实例进行定制化。但是要让一个软件支持多租户并非易事，因为不仅对它的软件架构进行相应的修改，而且需要对它的数据库结构进行特殊的设计，同时在安全和隔离性方面也要有所保障。

Force.com的多租户架构

由于Force.com所负载的应用不论是在定制方面的灵活性上，还是所承受的负载上，对基于多租户的架构而言，都是史无前例的，导致之前提到的一些模型或者改动已经无法满足要求了，所以Salesforce在Force.com引入了通过metadata(元数据)驱动的多租户架构来动态生成快速的，可伸缩的和可定制的应用。接下来，将一步步为大家揭开Force.com多租户架构的神秘面纱，首先是它的总体架构。

总体架构

在介绍Force.com的整个架构之前，请看下图，

图1. Force.com的架构图

首先，在最前面是Gateway(网关)，网关将接受所有访问Force.com的请求，无论它是访问Sales Cloud，还是关于第三方定制程序的。接下来，网关会根据这个请求所属的租户把请求转发给对应的POD，什么是POD?简单的来说，POD就是一组集群服务器，每个POD都运行同一套Force.com系统，而且每个POD支持成千上万个租户，Salesforce总共有10多个POD来支撑它所有服务的运营，并把所有租户平衡地分配给每个POD，而且主要通过建立新的POD来支撑新的租户。当POD收到请求之后，POD会先通过其内置的Load Balancer(负载均衡器)来将请求转发给负载略轻的App Server(应用服务器)，由于为了简化架构和方便伸缩(Scale)，所以应用服务器是Stateless(无状态)，而且在一个POD内会有多个应用服务器以应对大规模的请求。最后，当应用服务器在处理请求的时候，如果发现请求所需的数据没有被Cache住的话，应用服务器会调用这个租户所属的Shared DB(共享数据库)来取得相关数据，虽然共享数据库是使用成熟的Oracle数据库产品，但是在数据库表的设计上面为多租户做了很多地优化。

Force.com是如何通过metadata来动态生成和定制应用的metadata驱动首先，Force.com的metadata是基于大家非常熟悉的面向对象的概念，所以也可以把metadata认为是对象，也就是说Force.com是由一个个对象组装而成，而且Force.com中的对象可以是表格，也可以是UI，甚至可以是用户权益等。一个Force.com的对象和这个对象下面的字段可以对应一个数据库的表和这个表的列，而且Force.com对象之间的关系(relationship)在功能上类似于数据库的引用完整性約束(referential integrity constraint)，但与数据库中每个数据库表对应于独立的存储地址不同的是，Force.com使用几个共享的大数据库表来作为堆存储(heap storage)来放置所有对象，另外这些存储metadata的表也被称为”UDD(Universal data Dictionary)”。

接着，是关于应用的，一个在Force.com上运行的应用实例是通过组合许许多多个对象来生成的，也可以说一个应用实例是使用metadata来描述的，比如，在应用初始的时候，每个客户都是使用同一个版本和同样规模的对象，而且用户通过添加和更新对象来定制应用，比如增加新的UI和字段等，同时系统会对共享的和定制的对象进行严格地分离，使得既能非常方便地更新共享代码，也能保证某个用户定制过的部分不影响到其他用户。在实现上，Force.com并没有实际地为一个新对象生成一个数据库表，而且以元数据的形式存储在几张大表中，并在运行时候，Force.com会有一套引擎来通过分析数据库中的metadata来动态生成一个虚拟应用实例和这个应用所需的模块(Virtual Application Componets)，比如公共UI(Common Application Screen)，定制UI(Tenant-Specific Screen)和其他对象等。

图2. 虚拟应用模块图

还有，虽然metadata驱动这种和Java很类似的动态生成机制在速度上有天生缺陷，但是Force.com也内置与Sun的Hotspot技术有异曲同工之妙的metadata Cache来加速常用metadata的读取。

介绍Force.com的两大组成部分：应用服务器和共享数据库应用服务器

应用服务器主要包括五大核心模块：

metadata Cache：用于存放那些最近用到的和比较常用的metadata来加速应用的生成。

大规模数据处理引擎：主要用来加速处理大量的数据读写和在线事务。

多租户感知的查询优化引擎：这个引擎将通过维护多租户的信息来帮助Oracle自带的基于成本的查询优化器更好地适应多租户环境。

运行时应用生成器：这个生成器主要根据用户的请求来动态生成应用，并且利用上面提到的查询优化引擎来提升效率。

全文检索引擎：在数据库对数据进行更新的同时，这个引擎会异步更新这个数据的相关索引。

共享数据库

图3. Force.com的架构

整个共享数据库主要有三种类型的数据库表：

metadata表：主要存放用户定制的对象和对象所包含的字段的结构信息，也被称为”UDD”。

数据表：主要存储那些用户定制的对象和对象所包含的字段的数据。

Pivot表：用来维护那些用于检索(indexing)，唯一性和关系等denormalized (去规范化)数据以优化系统的效率。

还有，在物理层面，数据库里面所有表格，包括底下的索引，都根据每个租户不同的租户ID(OrgID)来使用Oracle的Hash分区技术进行分区。通过Hash分区这种久经考验的技术能够将大规模的数据平均地分割成多个更小的和更容易管理的分块，从而帮助大数据库系统能够在多租户的环境下提升速度，伸缩性和可用性等。

大规模数据处理引擎

由于Force.com需要处理的数据量不论是来自网页端，还是来自Web Service端都是非常巨大的，所以Salesforce在Force.com中引入了特制的大规模数据处理引擎来处理大量的数据读写和在线事务。它主要有两大特点：其一是对大规模数据处理进行了优化，特别是当一个API调用发来很多待处理的数据时，这个引擎能非常快速地处理。其二是这个引擎内置错误恢复机制，当处理大规模数据时候，假如其中一个步骤发生错误时，这个引擎会捕捉和修复这个错误，并且保持这个步骤之前正确的结果以避免整个重做。

多租户感知的查询优化引擎

大多数现在数据库都自带基于成本的查询优化器，这种优化器主要是基于数据库表和索引数据等相关数值来进行计算和比较。但是由于传统的基于成本的优化器都是主要为单租户的环境设计的，所以他们并不能很好地适应多租户的环境，因为在数据库中是没有多租户这个概念。为了让优化器能够在多租户环境下良好工作，Salesforce在Oracle自带优化器的基础上搭建了一个多租户感知的查询优化引擎，它也主要有两个特点：其一是这个引擎为每个多租户对象维护了一整套便于优化的数据(租户层的，组层的和用户层的)。其二是这个引擎也维护租户和租户下面用户的安全信息，这样不仅能提升了效率，因为能避免将那些不属于这个租户的数据加入到计算，而且能提升数据的安全性。

全文检索引擎

全文检索功能对Web应用而言，基本可以算是一种基本功能，而对基于Force.com的应用而言，同样如此，Force.com为此内置一个全文检索引擎，其是基于大名鼎鼎的Lucene技术。当一个运行在Force.com平台上的应用对数据库中数据进行更新的时候，会有一组称为检索服务器的后台进程来异步更新数据相关的索引。通过这种异步机制不仅能够保证检索工作不影响处理事务的效率，而且同时也能让用户使用到最新的搜索结果。为了优化这个检索流程，系统会同步将修改过的数据复制到一个内部”等待检索”的表，之后检索服务器会访问这个表来进行检索，这样好处是减少了检索服务器的I/O处理量。而且为了更好地适应多租户环境，检索引擎自动为每个租户维护一个独立的索引。